CN111645302A - 一种吹瓶机动边模与底模联动的组合连杆机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吹瓶机动边模与底模联动的组合连杆机构，驱动动边模开合运动的边模转子臂，在驱动动边模开合运动的同时，同步驱动底模做偏转升降运动，使动边模开合运动与底模偏转升降运动精准配合，以实现底模偏转升降运动与动边模开合运动的有效协同。本发明一种吹瓶机动边模与底模联动的组合连杆机构，由第一平面四连杆机构与空间双摆动滑块机构串联后，构成的串联型组合连杆式底模偏转升降机构再与第二平面四连杆机构组合形成。部件之间的连接为滑动副、转动副或球面副。机构简单，动载荷小，能有效降低机构的振动与冲击，减小零部件的磨损，可精确控制底模的运动，增强吹瓶机的运动平稳性与可靠性，提高整机的高速性能。

Description

一种吹瓶机动边模与底模联动的组合连杆机构

技术领域

本发明涉及吹瓶机技术领域，特别涉及一种吹瓶机动边模与底模联动的组合连杆机构。

背景技术

吹瓶机是生产各种液体包(灌)装用塑料瓶的关键设备。吹瓶机各工序要求严格，相互配合要求高，尤其对单边开合边模开合运动与底模偏转升降运动的同步控制要求甚严。

现有的用于实现底模与动边模同步运动的机构一般是柱面空间凸轮与空间连杆机构形成的复合机构，空间连杆机构实现底模偏转，偏转的底模又在柱面空间凸轮的驱动下同步实现升降。机构优点：机构简单、运动零部件少。缺点：1)柱面空间凸轮的凸轮凸缘或沟槽轮廓的设计、加工精度要求高，凸轮的安装定位难度大，转子易卡死；2)转子与凸轮轮廓接触面易形成点接触，压应力大，转子易损坏或凸轮廓面易磨损；3)受空间尺寸限制，通常凸轮压力角偏大，同样，转子易损坏或凸轮廓面易磨损。

发明内容

本发明的目的是提供一种吹瓶机动边模与底模联动的组合连杆机构，结构简单，动载荷小，能有效降低机构的振动和冲击，减小零部件的磨损，可精确控制底模的运动，增强吹瓶机的运动平稳性与可靠性，提高整机的高速性能。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种吹瓶机动边模与底模联动的组合连杆机构，包括模架支架、定边模、动边模、边模摆臂、边模连杆、边模摆轴、边模转子臂、边模凸轮转子、底模支架、底模、底模摆臂、底模连杆、空间连杆和底模导轨；

所述边模凸轮转子，可绕自身轴心线方向转动地设于所述边模转子臂上，用于在边模凸轮的驱动下，带动所述边模转子臂摆动，所述边模转子臂、所述边模摆臂均固连于可绕自身轴心线方向转动地设于所述模架支架上的所述边模摆轴上，所述边模连杆两端分别与所述边模摆臂及可在所述模架支架上转动连接的所述动边模转动连接，所述边模转子臂摆动时，用于驱动所述动边模相对固连于所述模架支架上的所述定边模做开合运动；

所述底模支架转动连接在所述模架支架上，所述底模摆臂固连于所述边模摆轴或所述动边模上，所述底模连杆两端分别与所述底模摆臂和所述底模支架转动连接，所述空间连杆两端分别通过固连于其上的关节轴承球面铰接于所述模架支架和所述底模上；所述底模，可在固连于所述底模支架上的所述底模导轨上滑动，所述边模转子臂摆动时，用于驱动所述底模偏转并升降；

由所述底模摆臂及与其固连的所述边模转子臂或所述动边模、所述底模支架、所述底模连杆、所述模架支架所构成的连杆机构为第一平面四连杆机构；

由所述底模支架及固连于其上的所述底模导轨、所述底模、所述空间连杆、所述模架支架所构成的连杆机构为一类空间双摆动滑块机构；其中，所述底模支架的运动平面与所述底模升降的运动平面相互垂直；

由所述第一平面四连杆机构与所述空间双摆动滑块机构的串联，构成一种串联型组合连杆式底模偏转升降机构；

由所述动边模、所述边模连杆、所述边模摆臂及与其固连于所述边模摆轴上的所述边模转子臂、所述模架支架及固连于其上的所述定边模构成的连杆机构为第二平面四连杆机构；

由所述串联型组合连杆式底模偏转升降机构与所述第二平面四连杆机构的组合，构成所述吹瓶机动边模与底模联动的组合连杆机构。

优选地，在所述底模、所述动边模/定边模中，一者上设有楔形环槽，另一者上则设有用于卡入所述楔形环槽中的楔形卡环；

开模初期，由所述边模转子臂带动所述动边模转动远离所述定边模，同时带动所述底模转动远离所述定边模，直至所述楔形环槽与所述楔形卡环完全脱离前，所述串联型组合连杆式底模偏转升降机构控制所述底模在竖直方向产生的位移小于所述楔型卡环与所述楔型环槽间的间隙，形成所述底模运动在竖直方向上的近似休止期；

合模后期，由所述边模转子臂带动所述动边模转动靠近所述定边模，同时带动所述底模转动靠近所述定边模，所述楔形卡环进入所述楔形环槽后直至完全对合前，所述串联型组合连杆式底模偏转升降机构控制所述底模在竖直方向产生的位移小于所述楔型卡环与所述楔型环槽间的间隙，形成所述底模运动在竖直方向上的近似休止期；

开模中期及开模后期，所述串联型组合连杆式底模偏转升降机构用于控制所述底模转动远离所述定边模，并在竖直方向上下降较大位移；

合模初期及合模中期，所述串联型组合连杆式底模偏转升降机构用于控制所述底模转动靠近所述定边模，并在竖直方向上上升较大位移。

优选地，所述动边模可绕第一轴心线方向转动地设于所述模架支架上，所述底模支架可绕第二轴心线方向转动的设于所述模架支架上，所述第二轴心线平行于所述第一轴心线，且均沿竖直方向延伸。

优选地，所述边模转子臂正向摆动时，用于驱动所述动边模转动远离所述定边模，并驱动所述底模转动远离所述定边模，所述空间连杆，用于同步驱动所述底模下降；

所述边模转子臂反向摆动时，用于驱动所述动边模转动靠近所述定边模，并驱动所述底模转动靠近所述定边模，所述空间连杆，用于同步驱动所述底模上升。

更优选地，所述空间连杆的下端通过所述关节轴承球面铰接在所述模架支架上，所述空间连杆的上端通过所述关节轴承球面铰接在所述底模上。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明一种吹瓶机动边模与底模联动的组合连杆机构，由第一平面四连杆机构与空间双摆动滑块机构串联后，构成的串联型组合连杆式底模偏转升降机构再与第二平面四连杆机构组合形成。部件之间的连接为滑动副、转动副或球面副。该吹瓶机动边模与底模联动的组合连杆机构，机构简单，动载荷小，能有效降低机构的振动与冲击，减小零部件的磨损，可精确控制底模的运动，增强吹瓶机的运动平稳性与可靠性，提高整机的高速性能。

附图说明

附图1为本发明装置的结构示意图一；

附图2为本发明装置的结构示意图二；

附图3为随着边模转子臂的摆动，底模竖直位移、动边模开合角度及底模偏转角度的变化示意图。

其中：1、模架支架；2、定边模；3、动边模；4、边模摆臂；5、边模连杆；6、边模摆轴；7、边模转子臂；8、边模凸轮转子；9、底模支架；10、底模；11、底模摆臂；12、底模连杆；13、空间连杆；14、底模导轨。

具体实施方式

下面结合附图来对本发明的技术方案作进一步的阐述。

参见图1-2所示，上述一种吹瓶机动边模与底模联动的组合连杆机构，包括模架支架1、定边模2、动边模3、边模摆臂4、边模连杆5、边模摆轴6、边模转子臂7、边模凸轮转子8、底模支架9、底模10、底模摆臂11、底模连杆12、空间连杆13和底模导轨14。动边模3可绕第一轴心线方向转动的设于模架支架1上，定边模2则固设于模架支架1上，动边模3转动靠近或转动远离定边模2，用于相互配合的开模合模。

在底模10、动边模3/定边模2中，一者上设有楔形环槽，另一者上则设有用于卡入该楔形环槽中的楔形卡环。这里将底模10单独视为一者，将动边模3和定边模2整体视为另一者。

边模凸轮转子8可绕自身轴心线方向转动地设于边模转子臂7上，用于在边模凸轮的驱动下，带动边模3转子臂摆动。边模转子臂7、边模摆臂4均固连于可绕自身轴心线方向转动地设于模架支架1上的边模摆轴6上，即边模转子臂7和边模摆臂4可同步绕边模摆轴6的轴心线方向转动。在本实施例中，边模摆轴6的轴心线方向平行于第一轴心线。边模连杆5的两端分别与边模摆臂4及可在模架支架1上柱面铰接转动的动边模3柱面铰接。边模转子臂7摆动时(即绕边模摆轴6的轴心线方向摆动)，用于驱动动边模3相对定边模2做开合运动。

底模支架9转动连接在模架支架1上。在本实施例中，底模支架9可绕第二轴心线方向转动的设于模架支架1上，第二轴心线方向平行于第一轴心线。底模摆臂11固连于边模摆轴6或动边模3上，底模连杆12的两端分别与底模摆臂11和底模支架9柱面铰接。通过这个设置，边模转子臂7摆动时，通过底模摆臂11和底模连杆12驱动底模支架9绕第二轴心线方向转动。空间连杆13的两端分别通过关节轴承球面铰接于模架支架1和底模10上，空间连杆13的两端则分别与两个关节轴承固定连接。底模10可在固连于底模支架9上的底模导轨14上滑动。通过这个设置，边模转子臂7摆动时，通过底模摆臂11和底模连杆12驱动底模支架9绕第二轴心线方向转动，使底模支架9转动靠近或转动远离空间连杆13与模架支架1的铰接点，在空间连杆13的驱动下，驱动底模10同步进行升降运动。边模转子臂7摆动时(即绕边模摆轴6的轴心线方向摆动)，用于驱动底模10做偏转升降运动。

参见图1所示，在本实施例中，空间连杆13的下端通过关节轴承球面铰接在模架支架1上，空间连杆13的上端通过关节轴承球面铰接在底模10底端。

边模转子臂7正向摆动时，用于驱动动边模3转动远离定边模2，并驱动底模10转动远离定边模2，空间连杆13用于同步驱动底模10下降；

边模转子臂7反向摆动时，用于驱动动边模3转动靠近定边模2，并驱动底模10转动靠近定边模2，空间连杆13用于同步驱动底模10上升。边模摆臂4和边模转子臂7均固连于边模摆轴6上，三者形成一个整体。

由底模摆臂11及与其固连的边模转子臂7(通过边模摆轴6)或动边模3、底模支架9、底模连杆12、模架支架1所构成的连杆机构为第一平面四连杆机构。

由底模支架9及固连于其上的底模导轨14、底模10、空间连杆13、模架支架1所构成的连杆机构为一类空间双摆动滑块机构。其中，底模支架9的运动平面与底模10升降的运动平面相互垂直。底模支架9的运动平面为水平面，底模10升降的运动平面为竖直平面。

由上述第一平面四连杆机构与上述空间双摆动滑块机构的串联，构成一种串联型组合连杆式底模偏转升降机构。

由动边模3、边模连杆5、边模摆臂4及与其固连于边模摆轴6上的边模转子臂7、模架支架1及固连于其上的定边模2构成的连杆机构为第二平面四连杆机构。

由上述串联型组合连杆式底模偏转升降机构与上述第二平面四连杆机构的组合，构成一种吹瓶机动边模与底模联动的组合连杆机构。

开模初期，由边模转子臂7带动动边模3逐渐转动远离定边模2，同时带动底模10逐渐转动远离定边模2，直至楔形环槽与楔形卡环完全脱离前，上述串联型组合连杆式底模偏转升降机构控制底模10在竖直方向产生的位移小于楔型卡环与楔型环槽间的间隙，形成底模10运动在竖直方向上的的近似休止期；

合模后期，由边模转子臂7带动动边模3逐渐转动靠近定边模2，同时带动底模10逐渐转动靠近定边模2，楔形卡环进入楔形环槽后直至完全对合前，上述串联型组合连杆式底模偏转升降机构控制底模10在竖直方向产生的位移小于楔型卡环与楔型环槽间的间隙，形成底模10运动在竖直方向上的近似休止期。

开模中期及开模后期，串联型组合连杆式底模偏转升降机构用于控制底模10转动远离定边模2，并在竖直方向上下降较大位移至最低点；并与取瓶机构的取瓶运动无干涉；

合模初期及合模中期，串联型组合连杆式底模偏转升降机构用于控制底模10转动靠近定边模2，并在竖直方向上上升较大位移直至楔形卡环能进入楔形环槽。

参见图3所示，X轴为吹瓶机回转的角度，Y1轴为底模10在竖直方向上的位移，Y2轴为动边模3开合的角度及底模10偏转的角度(相对绕第一轴心线偏转的角度)，a1线为底模10在竖直方向上的位移曲线，a2线为动边模3开合角度曲线，a3线为底模10偏转角度曲线(相对绕第一轴心线偏转的角度曲线)，O为开模起始点，A为楔形卡环脱离楔形环槽点，B为开模结束点，C为楔形卡环进入楔形环槽点，D为合模结束点，E为底模10最低点，F为底模10上端起始点，G为动边模3最大张开角度，H为底模10最大偏转角度，J为楔形卡环脱离楔形环槽或进入楔形环槽时动边模3张开角度。从图3中可以看出，在开模初期(OA段)和合模后期(CD段)，随着边模转子臂7的摆动，底模10在竖直方向上位移变化很小，而在开模中后期(整体为AB段)和合模初中期(整体为BC段)，随着边模转子臂7的摆动，底模10在竖直方向上具有较大的位移变化。同时可以看出，底模10转动的角度始终小于动边模3转动的角度，防止两者之间发生碰撞干涉。

以下具体阐述下本实施例的工作过程：

开模时，边模凸轮驱动边模3转子臂正向摆动，带动动边模3转动远离定边模2开模，并带动底模10转动远离定边模2，在楔形卡环脱离楔形环槽前(OA段)，底模10处于竖直运动的近似休止期，在楔形卡环脱离楔形环槽后，底模10在转动的同时将下降较大位移(AB段)，直至开模完成；

合模时，边模凸轮驱动边模3转子臂反向摆动，带动动边模3转动靠近定边模2合模，并带动底模10转动靠近定边模2，底模10在转动的同时将上升较大位移(BC段)，随着边模转子臂7的继续摆动，在楔形卡环进入楔形环槽后(CD段)，底模10处于竖直运动的近似休止期，直至合模完成。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种吹瓶机动边模与底模联动的组合连杆机构，包括模架支架、定边模、动边模、边模摆臂、边模连杆、边模摆轴、边模转子臂、边模凸轮转子、底模支架、底模、底模摆臂、底模连杆、空间连杆和底模导轨；

所述边模凸轮转子，可绕自身轴心线方向转动地设于所述边模转子臂上，用于在边模凸轮的驱动下，带动所述边模转子臂摆动，所述边模转子臂、所述边模摆臂均固连于可绕自身轴心线方向转动地设于所述模架支架上的所述边模摆轴上，所述边模连杆两端分别与所述边模摆臂及可在所述模架支架上转动连接的所述动边模转动连接，所述边模转子臂摆动时，用于驱动所述动边模相对固连于所述模架支架上的所述定边模做开合运动；

其特征在于：所述底模支架转动连接在所述模架支架上，所述底模摆臂固连于所述边模摆轴或所述动边模上，所述底模连杆两端分别与所述底模摆臂和所述底模支架转动连接，所述空间连杆两端分别通过固连于其上的关节轴承球面铰接于所述模架支架和所述底模上；所述底模，可在固连于所述底模支架上的所述底模导轨上滑动，所述边模转子臂摆动时，用于驱动所述底模偏转并升降；

由所述底模摆臂及与其固连的所述边模转子臂或所述动边模、所述底模支架、所述底模连杆、所述模架支架所构成的连杆机构为第一平面四连杆机构；

由所述底模支架及固连于其上的所述底模导轨、所述底模、所述空间连杆、所述模架支架所构成的连杆机构为一类空间双摆动滑块机构；其中，所述底模支架的运动平面与所述底模升降的运动平面相互垂直；

由所述第一平面四连杆机构与所述空间双摆动滑块机构的串联，构成一种串联型组合连杆式底模偏转升降机构；

由所述动边模、所述边模连杆、所述边模摆臂及与其固连于所述边模摆轴上的所述边模转子臂、所述模架支架及固连于其上的所述定边模构成的连杆机构为第二平面四连杆机构；

由所述串联型组合连杆式底模偏转升降机构与所述第二平面四连杆机构的组合，构成所述吹瓶机动边模与底模联动的组合连杆机构。

2.根据权利要求1所述的一种吹瓶机动边模与底模联动的组合连杆机构，其特征在于：在所述底模、所述动边模/定边模中，一者上设有楔形环槽，另一者上则设有用于卡入所述楔形环槽中的楔形卡环；

开模初期，由所述边模转子臂带动所述动边模转动远离所述定边模，同时带动所述底模转动远离所述定边模，直至所述楔形环槽与所述楔形卡环完全脱离前，所述串联型组合连杆式底模偏转升降机构控制所述底模在竖直方向产生的位移小于所述楔型卡环与所述楔型环槽间的间隙，形成所述底模运动在竖直方向上的近似休止期；

合模后期，由所述边模转子臂带动所述动边模转动靠近所述定边模，同时带动所述底模转动靠近所述定边模，所述楔形卡环进入所述楔形环槽后直至完全对合前，所述串联型组合连杆式底模偏转升降机构控制所述底模在竖直方向产生的位移小于所述楔型卡环与所述楔型环槽间的间隙，形成所述底模运动在竖直方向上的近似休止期；

开模中期及开模后期，所述串联型组合连杆式底模偏转升降机构用于控制所述底模转动远离所述定边模，并在竖直方向上下降较大位移；

合模初期及合模中期，所述串联型组合连杆式底模偏转升降机构用于控制所述底模转动靠近所述定边模，并在竖直方向上上升较大位移。

3.根据权利要求1所述的一种吹瓶机动边模与底模联动的组合连杆机构，其特征在于：所述动边模可绕第一轴心线方向转动地设于所述模架支架上，所述底模支架可绕第二轴心线方向转动的设于所述模架支架上，所述第二轴心线平行于所述第一轴心线，且均沿竖直方向延伸。

4.根据权利要求1所述的一种吹瓶机动边模与底模联动的组合连杆机构，其特征在于：所述边模转子臂正向摆动时，用于驱动所述动边模转动远离所述定边模，并驱动所述底模转动远离所述定边模，所述空间连杆，用于同步驱动所述底模下降；

所述边模转子臂反向摆动时，用于驱动所述动边模转动靠近所述定边模，并驱动所述底模转动靠近所述定边模，所述空间连杆，用于同步驱动所述底模上升。

5.根据权利要求4所述的一种吹瓶机动边模与底模联动的组合连杆机构，其特征在于：所述空间连杆的下端通过所述关节轴承球面铰接在所述模架支架上，所述空间连杆的上端通过所述关节轴承球面铰接在所述底模上。

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